限域稳定Cu基催化剂

水煤气变换速率达5.4 μmol g⁻¹ s⁻¹

将Cu纳米颗粒限域在SBA-15介孔孔道内，原位构建稳定的Cu-O-Si界面，既保留Cu⁰/Cu⁺的高活性动态平衡，又抑制烧结失活。

Yue, Chen · Yu, Ma · Chen, Liao · Jiacheng, You · 方辉煌 · 陈崇启 · 罗宇 · 江莉龙

Journal of Materials Chemistry A 2025

参数信息

反应速率

5.4 μmolCO gcat⁻¹ s⁻¹

反应速率

3.1 μmolCO gcat⁻¹ s⁻¹

技术优势

界面更稳

SBA-15孔道原位形成稳定的Cu-O-Si界面，限域效应抑制铜纳米粒子烧结，维持界面完整性。

活性更高

限域催化剂反应速率达5.4 μmolCO gcat⁻¹ s⁻¹，比常规Cu/SBA-15高50%，比表面负载Cuout/SBA-15高74%。

动态平衡

稳定的界面调控Cu⁰与Cu⁺的动态平衡，Cu⁰负责水解离，Cu⁺负责CO吸附，两者协同转化。

应用场景

• 低温水煤气变换制氢：高活性限域催化剂降低变换温度，提高制氢效率。
• 燃料电池氢气提纯：稳定界面抑制CO中毒，保障燃料电池氢气纯度。
• 工业制氢催化剂：抗烧结限域设计延长催化剂寿命，适合工业长周期运行。